INF016 Arquitetura de Software 01 - Introdução

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1 INF016 Arquitetura de Software 01 - Introdução Sandro Santos Andrade sandroandrade@ifba.edu.br Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Departamento de Tecnologia Eletro-Eletrônica Graduação Tecnológica em Análise e Desenvolvimento de Sistemas

2 Introdução A área de Arquitetura de Software estuda como sistemas de software são projetados e construídos Arquitetura de Software: Conjunto formado pelas principais decisões de projeto tomadas durante seu desenvolvimento e qualquer evolução subsequente Desenvolvimento de software centrado em arquiteturas Qualidade de projeto Qualidade de Software Famílias de produtos de software

3 Software e Construção Civil Analogia forte e de fácil compreensão As fases são similares (requisitos, projeto, etc) Outras similaridades: Projeto arquitetural com foco nas necessidades dos usuários Permite especialização de trabalho Planos e progressos podem ser avaliados em pontos intermediários Mas não é só isso...

4 Software e Construção Civil 1) Toda construção tem uma arquitetura, separada, porém relacionada, à estrutura física Esta arquitetura pode ser descrita, discutida e comparada com as de outras construções A arquitetura antecipadamente projetada pode ser comparada com a arquitetura resultante do processo de construção De forma similar, a arquitetura de um software existe de forma independente, porém relacionada, ao código-fonte que a implementa

5 Software e Construção Civil Prática é a contemplação frequente e contínua do modo de execução de um trabalho, ou da mera operação das mãos, que converte o material da melhor e mais imediata forma possível Marcus Vitruvius Pollio, século 1 D.C.

6 Software e Construção Civil 2) Propriedades das estruturas são induzidas pelo projeto das suas arquiteturas: Castelo medieval: paredes altas e espessas e janelas estreitas, se existentes. Induz propriedades defensivas Propriedades de um software, como resiliência a tipos particulares de ataques, são determinadas pelo projeto de suas arquiteturas

7 Software e Construção Civil Objetivos de uma boa arquitetura: Força: fundações para um assoalho sólido, escolha apropriada de materiais sem economia Utilidade: distribuição sensata das partes, com seus propósitos devidamente atendidos e situação apropriada Beleza: aparência agradável, boa percepção do todo e dimensões proporcionais entre as partes

8 Software e Construção Civil 3) Reconhecimento do papel distinto e característico do arquiteto pessoa que cria a arquitetura Exige ampla formação: Aspectos de engenharia Senso apurado de estética Conhecer o modo como as pessoas trabalham, comem, brincam e moram ajuda a projetar construções satisfatórias e que funcionam bem ao longo das estações e dos anos Habilidades simples de programação não são suficientes para a criação de sistemas complexos que efetivamente funcionam

9 Software e Construção Civil Um arquiteto deve ser engenhoso e competente na aquisição do conhecimento. Não será um mestre perfeito se for deficiente em uma dessas qualidades. Deve ser bom escritor, hábil relator, versado em ótica e geometria, especialista em números, familiarizado com história, informado sobre os princípios da filosofia natural e moral, um tanto músico, não ignorante das ciências da lei e da física, nem dos movimentos, leis e inter-relacionamentos dos corpos celestes Vitruvious, I, 1, 3

10 Software e Construção Civil 4) O processo não é tão importante quanto a arquitetura Isso não quer dizer que o processo não é importante, somente que ele não é garantia de sucesso O processo existe para servir um fim o projeto e a qualidade da infra-estrutura não para ser um fim em si próprio

11 Software e Construção Civil 5) A arquitetura (de software) amadureceu, ao longo dos anos, como uma disciplina Uma base de conhecimentos está disponível, capturando as experiências e lições de projeto prévios Foco no reuso de conhecimento, de projeto de sub-sistemas e de ferramentas Benefício de uso de materiais, partes e tamanhos padronizados

12 Software e Construção Civil Estilos Arquiteturais: Vila Romana Catedral Gótica Estilo fazenda Chalé Suiço Arranha-céu Tentam encontrar um conjunto comum de requisitos e acomodar as restrições de topologia local, clima e materiais, ferramentas e mão-de-obra disponíveis Um estilo coloca restrições ao desenvolvimento, o que leva a qualidades particulares desejáveis

13 Software e Construção Civil Limitações da analogia: Conhecemos muito sobre prédios e não tanto sobre software Natureza essencial dos materiais totalmente diferente O software é mais maleável do que os materiais físicos de construção A indústria da construção civil é mais consolidada O fase de implantação não existe na construção civil Caráter extremamente dinâmico do software

14 Software e Construção Civil Resumindo: A arquitetura do software deve ser o centro do projeto e desenvolvimento de sistemas, mais importante que o processo, análise e até mesmo programação Ao dar proeminência à arquitetura obtém-se: controle intelectual, integridade conceitual, base adequada e efetiva para reuso, comunicação efetiva no projeto e gerenciamento de um conjunto de sistemas variantes, porém relacionados O foco na arquitetura deve estar presente em todas as fases do projeto

15 Exemplos Exemplo 1: Arquitetura da web: O que é a web? Como ela é construída? Como você projetaria um software para um site de comércio eletrônico? A arquitetura do sistema fornece o vocabulário e os meios para responder as questões acima, em particular o estilo arquitetural adotado para a web

16 Exemplos Visão do usuário: conjunto dinâmico de relacionamentos entre coleções de informação

17 Exemplos Visão de rede: coleção de máquinas independentemente apropriadas e operadas, que se comunicam via rede

18 Exemplos Visão do desenvolvedor: coleção de programas independentemente desenvolvidos que se comunicam através dos padrões HTTP, URI, MIME e HTML

19 Exemplos Estas visões não explicam como a web funciona Uma estratégia melhor é apresentar um conjunto de definições e restrições que caracterizam a web: Coleção de resources, identificados unicamente por uma URL Cada resource denota uma informação, como um documento, imagem, serviço, coleção de outros resources, etc URL's podem ser utilizadas para determinar a identidade da máquina que contém o resource Toda comunicação é iniciada pelos clientes (user agents), realizando requisições aos servidores

20 Exemplos Uma estratégia melhor é apresentar um conjunto de definições e restrições que caracterizam a web: Resources podem ser manipulados através de suas representações. O HTML é a linguagem de representação mais comum da web Toda comunicação entre clientes e servidores é realizada através de um protocolo extremamente simples (HTTP), com poucas primitivas, tais como GET e POST Toda comunicação entre clientes e servidores é context-free, ou seja, o servidor responde à requisição baseando-se somente na informação presente na própria requisição. Nenhum histórico de operações é mantido

21 Exemplos Exemplo 2: Shell Script ls invoices grep -e August sort Um filtro é um programa que recebe um fluxo de caracteres como entrada e produz um fluxo de caracteres como saída. Filtros podem ser parametrizados Um pipe é uma forma de conectar dois filtros, onde a saída do primeiro filtro é conectada à entrada do segundo Conhecendo os filtros e pipes utilizados pode-se facilmente compreender o programa e criar outros O conjunto particular de regras aqui aplicado define um estilo arquitetural conhecido como Pipe-and-Filter Pode ser utilizado em qualquer sistema

22 Exemplos Exemplo 3: Linhas de Produto Famílias de produto são conjuntos de programas independentes que possuem um alto potencial de compartilhamento de estrutura e componentes constituintes Ex: HD TV 35 com DVD player com sinal ATSC, HD TV 35 sem DVD player com sinal ATSC, HD TV 35 com DVD player com sinal DVB-T Reutilizar estruturas, comportamentos e implementações simplifica o desenvolvimento, reduz prazos e custos e melhora a confiabilidade geral do sistema Arquiteturas de software são abstrações essenciais para o gerenciamento de variações e de pontos em comum

23 Exemplos Linha de produtos da Philips (iniciada no final da década de 90)

24 Exemplos Linha de produtos da Philips Metodologia arquitetural: Koala

25 Exemplos Koala: Modela e implementa o software como uma coleção de componentes que interagem entre si Cada componente exporta um conjunto de serviços através de um conjunto de provided interfaces Cada componente explicitamente define suas dependências com o ambiente (hardware ou software) através de um conjunto de required interfaces

26 Exemplos Arquitetura exemplo de uma plataforma de TV da Philips: Compatibilidade de interfaces Composite

27 Exemplos Koala: mecanismos para gerenciamento da variabilidade: Diversity interfaces: mecanismo para parametrizar um componente. Permite que um componente importe propriedades específicas da configuração a partir de elementos do Koala que implementam esta interface. São externos ao componente Switches: elemento de conexão que permite que um componente interaja com apenas um dentre um conjunto de componentes, dependendo do valor de um parâmetro obtido em run-time Optional interfaces: provê ou requer funcionalidades presentes em apenas alguns produtos da família

28 Exemplos Koala: população de produtos

29 Exemplos Famílias de produtos demandam mudanças nos processos e práticas organizacionais A abordagem padrão de desenvolvimento não suporta linhas de produto de forma eficiente O Koala é a manifestação concreta da experiência corporativa, conhecimentos e vantagens competitivas da empresa Arquiteturas de software evitam a dependência de uma estrutura social (permanência de funcionários, etc) e suportam o alcance de níveis maiores de produtividade

30 INF016 Arquitetura de Software 01 - Introdução Sandro Santos Andrade sandroandrade@ifba.edu.br Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Departamento de Tecnologia Eletro-Eletrônica Graduação Tecnológica em Análise e Desenvolvimento de Sistemas